“他跨越千山万水来到目的地,本以为会经历一场酣畅淋漓的激战,却发现队友提供的情报与实际情况相差悬殊。这里的敌人都太善于伪装,再加上敌方间谍从中搅局,要找到目标就需要费好一番功夫。”
以上看似谍战剧剧情的描述,真实映照了CD8+T细胞对抗肿瘤的情形。与我们想象中T细胞直接与肿瘤对抗不同,在T细胞发挥杀伤肿瘤功能的过程中,有一系列复杂的步骤,这些步骤决定了最终的效果。
2023年免疫学大佬Ira Mellman团队发表在免疫学顶刊《Immunity》上的综述“The cancer-immunity cycle: Indication, genotype, and immunotype”就详细梳理了肿瘤免疫中的重要概念——肿瘤免疫循环,并提出基于T细胞浸润情况的“免疫型”分类标准。让我们来具体看看有哪些新概念和值得关注的内容吧。
一
肿瘤免疫循环(CI cycle)概念
综述中首先提出了“肿瘤免疫循环(CI cycle)”的概念。这一概念于2013年首次提出,指T细胞从来不单独作战,而是在一系列步骤下存在,有些步骤甚至与免疫系统和癌症无关。文中将CI循环具体分为7个步骤,如下图:
肿瘤免疫循环,步骤分别为:
① 肿瘤细胞抗原释放;
② 肿瘤抗原呈递(树突状细胞/APCs);
③ 初始和活化(APCs & T细胞);
④ T细胞迁移至肿瘤部位(CTLs);
⑤ T细胞浸润肿瘤组织或基质;
⑥ T细胞识别肿瘤细胞;
⑦ 杀灭肿瘤细胞(免疫和肿瘤细胞)。
每一个步骤都可能成为杀伤肿瘤的限制步骤,成功的肿瘤免疫在应答过程中也可能自我强化形成良性循环。
二
肿瘤“免疫型”概念
本文中提到肿瘤微环境(TME)是影响T细胞抗肿瘤能力的重要因素,并认为不能简单地把肿瘤类型归为“冷”肿瘤或“热”肿瘤,而是提出了新概念“免疫型”——根据T细胞的在肿瘤中的浸润情况分为三种“免疫型”:免疫炎症型(高浸润)、免疫排斥型(T细胞仅在外围基质中浸润)、免疫荒漠型(很少T细胞浸润),如下图:
免疫荒漠型我们已经很熟悉,基本上可以等同于“冷”肿瘤;免疫炎症型指的是T细胞和其他免疫细胞在肿瘤内部大量浸润,并形成三级淋巴结构(TLS),这类肿瘤往往有更好的药物敏感性和预后。
这里要重点说说免疫排斥型。
与免疫荒漠型不同,免疫排斥型肿瘤中有T细胞浸润,然而一些免疫抑制型细胞和细胞外基质(ECM)将T细胞与肿瘤细胞隔离,或使T细胞耗竭,从而抑制T细胞抗肿瘤效果。该类型肿瘤同样对免疫治疗低响应。作者特别提到,TME可能有促癌作用,也有部分具有抑癌功能,并且强调了抗原呈递细胞,尤其是树突状细胞在肿瘤免疫中的重要作用。
值得注意的是,尽管过去研究发现不同器官的肿瘤可能有免疫型的“偏向”,但不同患者的差异较大,“免疫荒漠型”肿瘤(比如肾癌)的某些患者可能是“免疫排斥型”或“免疫炎症型”肿瘤。
文中总结了一些促癌/抑癌的细胞间配受体对,可以收藏作为肿瘤免疫研究的资料储备:
三
肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)和髓系细胞免疫抑制作用
CAFs是近年来肿瘤研究中的“香饽饽”,近年来的中标量也直线上升。
目前已知的实体瘤中CAFs分三种类型:肌成纤维样CAFs(myCAFs)、炎症CAFs(iCAFs)和抗原呈递CAFs(apCAFs)。这三种CAFs均有免疫抑制作用,但原理不同:
myCAFs分泌大量细胞外基质(ECM)和纤维化相关分子,构建物理屏障;
iCAFs分泌抑制免疫作用的细胞和趋化因子;
apCAFs分泌趋化因子招募调节性T细胞(Treg)。
相同的CAFs亚群在不同条件下可能具有促癌/抑癌的相反功能,目前机制尚不明确,可见是未来肿瘤研究的一片蓝海。
髓系细胞是肿瘤微环境中占比最高的细胞类型,除了我们广为熟悉和研究的巨噬细胞外,还包括单核细胞以及髓系来源的抑制细胞(MDSCs)。肿瘤单细胞测序研究表明肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的异质性非常高,主要取决于TME中的环境、营养条件和肿瘤、巨噬细胞的代谢情况。
值得mark的点是,尽管TAM的促肿瘤功能报道更多,但其实部分TAM也是有抗肿瘤功能的,主要包括杀伤和吞噬肿瘤细胞、MHC II型抗原呈递和表达促炎细胞因子等功能。
四
具有免疫激活作用的树突状细胞和三级淋巴结构
树突状细胞可谓近几年肿瘤微环境研究中崛起的“新星”,许多高水平期刊都曾报道树突状细胞(DCs)在肿瘤免疫中的重要功能。简单来说,肿瘤免疫相关的DCs分为cDC1(传统的DC细胞)、cDC2和cDC3(mRegDCs),这些DCs不仅在淋巴结组织(dLN)中发挥抗原呈递功能,更是在肿瘤内浸润,激活T细胞。
有研究发现“免疫荒漠型”肿瘤中不仅少有T细胞浸润,且同样缺乏DCs。而DCs发挥促肿瘤免疫功能的关键在于“成熟”。只有成熟的DCs才能从积累抗原的状态转变为呈递抗原的状态,从而使T细胞得以响应。
三级淋巴结构(TLSs)指的是肿瘤中出现的包含“生发中心(GC)样”结构的淋巴细胞聚集组织。直到最近几年,TLSs的肿瘤免疫功能才被揭示,因此是个较新的研究方向(有希望成为新的国自然热点)。TLSs中的细胞包括T细胞、DCs和B细胞,其内细胞的具体相互作用和机制值得更深入的研究。
由此我们可以看到,以往认为T细胞的命运决定都在次级淋巴组织中发生,但越来越多的研究表明肿瘤内的复杂微环境同样会决定T细胞的发展方向究竟是活化型,还是耗竭型。T细胞与其他免疫细胞的互作也不仅仅发生在淋巴组织内,更有的在进入肿瘤后发生。